RU2668762C1 - Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами - Google Patents

Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами Download PDF

Info

Publication number
RU2668762C1
RU2668762C1 RU2017130150A RU2017130150A RU2668762C1 RU 2668762 C1 RU2668762 C1 RU 2668762C1 RU 2017130150 A RU2017130150 A RU 2017130150A RU 2017130150 A RU2017130150 A RU 2017130150A RU 2668762 C1 RU2668762 C1 RU 2668762C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
damping
spring
elastic
vibration
frame
Prior art date
Application number
RU2017130150A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Савельевич Кочетов
Original Assignee
Олег Савельевич Кочетов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Савельевич Кочетов filed Critical Олег Савельевич Кочетов
Priority to RU2017130150A priority Critical patent/RU2668762C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2668762C1 publication Critical patent/RU2668762C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/10Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber combined with springs made of steel or other material having low internal friction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит каркас в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся на упругодемпфирующие элементы, установленные на общем основании. Горизонтальные пластины жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой. На опорной плите через вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта. Левый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, состоящей из двух частей со встречно направленными концами. Первая часть пружины имеет витки прямоугольного сечения с закругленными кромками, а вторая часть выполнена полой. Встречно направленный конец первой части размещен в полости второй. Зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой. На конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки. Первую часть винтовой пружины охватывает трубка из демпфирующего материала. Зазоры в первой части пружины заполнены крошкой из фрикционного материала. На верхнем и нижнем опорных кольцах закреплены вибродемпфирующие пластины для фиксации концов пружин при их работе. Правый упругодемпфирующий элемент выполнен комбинированным. Достигается повышение эффективности виброизоляции при резонансе. 2 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к пружинным виброизоляторам, применяемым для снижения вибраций.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является амортизатор по авторскому свидетельству СССР на изобретение №916805, кл. F16F 1/06, опубликовано 05.04.1982 (прототип), содержащий цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции при резонансе.
Это достигается тем, что в пространственном виброизоляторе каркасного типа, содержащем каркас, соединяющий параллельно установленные в нем два упругодемпфирующих элемента разной конструкции, но одинаковой жесткости, и предназначенный для высоконагруженных систем виброизоляции, каркас выполнен в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся соответственно на левый и правый упругодемпфирующие элементы, при этом горизонтальные пластины каркаса жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой, на которой через вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта, причем оба упругодемпфирующих элемента, левый и правый, установлены на общем основании, при этом левый упруго-демпфирующий элемент выполнен в виде демпфера сухого трения, содержащего цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, причем зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %:
- смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34%,
- волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19%,
- графит 7÷18%,
- модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15%,
- баритовый концентрат 20÷35%,
- тальк 1,5÷3,0%,
на верхнем и нижнем опорных кольцах закреплены верхняя и нижняя вибродемпфирующие пластины, для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе, а правый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрическую винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
На фиг. 1 изображен общий вид пространственного виброизолятора каркасного типа с параллельно соединенными упруго демпфирующими элементами: левым, выполненным в виде демпфера, и правым 20 - в виде цилиндрической винтовой пружины, на фиг. 2 - вариант выполнения правого 20 упругодемпфирующего элемента в виде комбинированного виброизолятора.
Пространственный виброизолятор каркасного типа выполнен с параллельно соединенными упругодемпфирующими элементами и содержит каркас, соединяющий параллельно установленные в нем два упругодемпфирующих элемента разной конструкции, но одинаковой жесткости, предназначенный для высоконагруженных систем виброизоляции. Каркас выполнен в виде двух опорных горизонтальных пластин 16 и 17, опирающихся соответственно на левый (в плоскости чертежа слева) и правый 20 упругодемпфирующие элементы. Горизонтальные пластины 16 и 17 каркаса жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой, на которую через упругий элемент 19 и вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта, которая опирается на, по крайней мере три упругих элемента 18, установленных на опорных горизонтальных пластинах 16 и 17 каркаса. При этом жесткость упругого элемента 19 между опорной плитой и вертикальной стойкой, равна сумме жесткостей упругих элементов 18, расположенных между платформой и опорными горизонтальными пластинами 16 и 17 каркаса. Оба упругодемпфирующих элемента установлены на общем основании через вибродемпфирующие прокладки.
Левый упругодемпфирующий элемент (см. в плоскости чертежа слева) выполнен в виде упругодемпфирующего элемента, представляющего собой демпфер сухого трения, содержащий цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 3 и 4 со встречно направленными концами 6 и 5 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 1 и 2 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.
Первая часть винтовой пружины 3 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 4 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 6 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 5, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 2, загерметизирован, например при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).
В полости второй части 4 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 3 пружины, зазоры 7 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 3 и 4 пружины.
Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 7 сегментного профиля контактирующих частей 3 и 4 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 5 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 7 сегментного профиля контактирующих частей 3 и 4 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».
Первую часть 3 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 8 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».
Зазоры, в первой части 3 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 8 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %:
- смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34%,
- волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19%,
- графит 7÷18%,
- модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15%,
- баритовый концентрат 20÷35%,
- тальк 1,5÷3,0%.
На верхнем 1 и нижнем 2 опорных кольцах 1 закреплены верхняя 13 и нижняя 14 вибродемпфирующие пластины, для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе Нижняя 2 вибродемпфирующая пластина через упругую прокладку 15 из полиуретана установлена на шайбовой сетчатый демпфер, который содержит основание 12 в виде пластины с крепежными отверстиями (на чертеже не показаны), сетчатый упругий элемент 10, фиксируемый верхней 9 и нижней 11 нажимными шайбами, при этом верхняя 9 нажимная шайба соединена с упругой прокладкой 8 из полиуретана, а нижняя 11 нажимная шайба соединена с основанием 12.
Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента 10 находится в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см3 … 2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм … 0,15 мм. Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента.
Упругий сетчатый элемент 10 может быть выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
Упругий сетчатый элемент 10 работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 9, упругий сетчатый элемент 10 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
Виброизолирующая система со встроенным демпфером работает следующим образом.
Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 1 и 2 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.
Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, Y, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе, и при различных условиях работы.
Виброизолятор шайбовый сетчатый работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 20, упругий сетчатый элемент 22 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельно соединенными упруго демпфирующими элементами работает следующим образом.
Виброизолируемый объект устанавливается на платформу, соединенную с вертикальной стойкой. При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), установленного на платформе, обеспечивается его пространственная виброзащита и защита от ударов.
При этом левый и правый 20 упруго демпфирующие элементы, совместно с упругими элементами 19 и 18 каркаса, представляют собой связанную систему упругих элементов, обеспечивающих дополнительную пространственную виброизоляцию объекта по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям х, у, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей). Выполнение левого упругодемпфирующего элемента в виде демпфера способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования, и повышает эффективность виброзащиты на резонансе, а цилиндрическая винтовая пружина, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.
Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано во многих отраслях промышленности.
На фиг. 2 представлена схема варианта выполнения право е 20 упругодемпфирующего элемента пространственного виброизолятора в виде комбинированного виброизолятора, который содержит корпус, выполненный в виде квадратного основания 21, к которому присоединен фиксирующий элемент с цилиндрической втулкой 22 посредством полых заклепок 23. Крышка корпуса выполнена из соединенных между собой соосно посредством круглой перегородки 28 двух цилиндрических втулок 24 и 25. Упругий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины 27, охватывающей своей внутренней поверхностью упругий элемент 26 цилиндрической формы, который может быть выполнен из эластомера или из проволочного переплетения типа путанки. Упругий элемент расположен между основанием 21 и крышкой корпуса 24 соосно цилиндрическим втулкам 22, 24, 25.
Отношение жесткости C1 внешнего упругого элемента 27 к жесткости С2 внутреннего упругого элемента 26, находится в оптимальном соотношении величин: С12=1,5…3,0.
Виброизолятор комбинированный работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного на крышке, упругие элементы 26 и 27 воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий или борт летательного аппарата или мобильного транспортного средства. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости. Выполнение профиля боковых поверхностей внутреннего упругого элемента коническими, позволяет обеспечить равнопрочность и экономичность эластомера.

Claims (3)

  1. Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами, содержащий каркас, соединяющий параллельно установленные в нем два упругодемпфирующих элемента разной конструкции, но одинаковой жесткости и предназначенный для высоконагруженных систем виброизоляции, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся соответственно на левый и правый упругодемпфирующие элементы, при этом горизонтальные пластины каркаса жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой, на которой через вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта, причем оба упругодемпфирующих элемента, левый и правый, установлены на общем основании, при этом левый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде демпфера сухого трения, содержащего цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, мас. %:
  2. смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34%, волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0), 12÷19%, графит 7÷18%, модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния, 7÷15%, баритовый концентрат 20÷35%, тальк 1,5÷3,0%,
  3. на верхнем и нижнем опорных кольцах закреплены верхняя и нижняя вибродемпфирующие пластины для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе, а правый упругодемпфирующий элемент пространственного виброизолятора выполнен в виде комбинированного виброизолятора, который содержит корпус и упругий элемент из эластомера, корпус выполнен в виде квадратного основания, к которому присоединен фиксирующий элемент с цилиндрической втулкой посредством полых заклепок, а крышка корпуса выполнена из соединенных между собой соосно посредством круглой перегородки двух цилиндрических втулок, а упругий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей своей внутренней поверхностью упругий элемент цилиндрической формы, который может быть выполнен из эластомера или из проволочного переплетения типа путанки, причем упругий элемент расположен между основанием и крышкой корпуса соосно цилиндрическим втулкам, а отношение жесткости внешнего упругого элемента С1 к жесткости С2 внутреннего упругого элемента находится в оптимальном соотношении величин С12=1,5…3,0.
RU2017130150A 2017-08-25 2017-08-25 Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами RU2668762C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130150A RU2668762C1 (ru) 2017-08-25 2017-08-25 Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130150A RU2668762C1 (ru) 2017-08-25 2017-08-25 Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2668762C1 true RU2668762C1 (ru) 2018-10-02

Family

ID=63798463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130150A RU2668762C1 (ru) 2017-08-25 2017-08-25 Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2668762C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101102A (en) * 1976-04-26 1978-07-18 Westinghouse Electric Corp. Vibration isolation load support apparatus
JPS5620843A (en) * 1979-07-28 1981-02-26 Kayaba Ind Co Ltd Nonlinear coil spring
RU2513364C1 (ru) * 2012-11-27 2014-04-20 Олег Савельевич Кочетов Виброизолятор шайбовый сетчатый
RU2651408C1 (ru) * 2017-08-14 2018-04-19 Олег Савельевич Кочетов Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101102A (en) * 1976-04-26 1978-07-18 Westinghouse Electric Corp. Vibration isolation load support apparatus
JPS5620843A (en) * 1979-07-28 1981-02-26 Kayaba Ind Co Ltd Nonlinear coil spring
RU2513364C1 (ru) * 2012-11-27 2014-04-20 Олег Савельевич Кочетов Виброизолятор шайбовый сетчатый
RU2651408C1 (ru) * 2017-08-14 2018-04-19 Олег Савельевич Кочетов Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2597680C2 (ru) Комбинированная пружина кочетова
RU2651408C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами
RU2637566C1 (ru) Комбинированная пружина кочетова
RU2672215C1 (ru) Виброизолированная платформа с демпфирующей пружиной
RU2668762C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами
RU2661632C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2653971C1 (ru) Резиновая виброопора
RU2645463C1 (ru) Комбинированная пружина с торсионным демпфером
RU2668764C1 (ru) Пространственный виброизолятор
RU2645476C1 (ru) Виброизолирующая система кочетова со встроенным демпфером
RU2661650C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2668754C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2650277C2 (ru) Комбинированная пружина кочетова
RU2668760C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2645472C1 (ru) Демпфер кочетова для системы виброизоляции
RU2578824C1 (ru) Виброизолятор с маятниковым подвесом
RU2577747C1 (ru) Пружинный виброизолятор с сухим трением
RU2672217C1 (ru) Виброизолированная платформа
RU2662353C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2637571C1 (ru) Пространственный пружинный виброизолятор кочетова со встроенным демпфером
RU2637570C1 (ru) Виброизолятор комбинированный с шайбовым сетчатым демпфером
RU2651397C1 (ru) Резиновый виброизолятор для оборудования
RU2645477C1 (ru) Комбинированная пружина кочетова со встроенным демпфером
RU2661658C1 (ru) Комбинированный виброизолятор
RU2669229C1 (ru) Виброизолирующая система